Static and seismic bearing capacity of shallow strip footings

Cascone, Ernesto; Casablanca, Orazio

doi:10.1016/j.soildyn.2016.02.010

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“…In den letzten 20 Jahren wurden mithilfe der Methode der Charakteristiken oder durch die numerische Lösung des Differenzialgleichungssystems Ergebnisse gewonnen, die mittlerweile als exakte Lösungen angesehen werden ( Martin , Smith , Cascone & Casablanca ). Für Details hierzu wird auf Smith verwiesen.…”

Section: Pseudo‐statische Grundbruchgleichungunclassified

“…Finite‐Differenzen‐Methoden (FDM) überprüft werden. In dem Artikel von Cascone & Casablanca wurde durch Kurvenapproximation eine Näherungsformel für N b0 für die beiden Grenzfälle δ = 0 und δ = φ hergeleitet:

\begin{matrix} left \\ 2 \cdot N_{b0} = (N_{d0} - 1) \cdot \tan (1,34 \cdot φ) \cdot (n + \frac{1 - n^{3}}{2}) \\ n = \frac{\tan δ}{\tan φ} \end{matrix}

…”

Section: Pseudo‐statische Grundbruchgleichungunclassified

“…Gln. – werden in Bild mit den numerischen Ergebnissen von Cascone & Casablanca verglichen, wobei dort die aus dem Überbau resultierende horizontale Trägheitskraft als Horizontalkraft an der Fundamentunterkante aufgebracht wurde. In der Ordinate sind somit Neigungsbeiwerte für Vertikallast V und Horizontallast H = k h • V dargestellt.…”

Section: Pseudo‐statische Grundbruchgleichungunclassified

“…Detaillierte Übersichten zu den bisher vorgeschlagenen Berechnungsmethoden zur seismischen Grundbruchtragfähigkeit sind bei den kürzlich erschienenen Arbeiten von Cascone & Casablanca , Pane et al und Conti zu finden. Die Ergebnisse dieser und anderer kürzlich veröffentlichten Studien werden hier zusammen mit eigenen numerischen Untersuchungen benutzt, um die Genauigkeit und die Grenzen der zwei oben beschriebenen Berechnungsmethoden zu beurteilen.…”

Section: Introductionunclassified

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Bewertung von pseudo‐statischen Methoden zum Grundbruchwiderstand von Fundamenten unter seismischer Beanspruchung

Vrettos

Seibel

2018

Bautechnik

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Die gängige Methode zur Beurteilung der Grundbruchsicherheit von Fundamenten bei seismischer Beanspruchung basiert auf dem Ansatz von pseudo‐statischen Beschleunigungskräften, welche die Trägheitskräfte aus dem Überbau und im Boden repräsentieren. Die einzelnen Komponenten der klassischen dreigliedrigen Grundbruchgleichung in der DIN 4017 werden hierfür mit geeigneten Abminderungsfaktoren versehen. Ergebnisse hierzu aus neueren numerischen Studien werden zusammengestellt. Eine Alternative stellen kuppelförmige 3‐D‐Grenzfächen der Tragfähigkeit als Kombinationen von Vertikallast, Horizontallast und Biegemoment dar, die zum Versagen führen. Auch die DIN‐Gleichung kann in eine solche Grenzfläche umgewandelt werden. 3‐D‐Grenzflächen werden für den Fall eines rein kohäsiven und eines kohäsionslosen Bodens verglichen und bewertet. Ein weitverbreitetes FEM‐Programm mit einer Grenzbedingung nach Mohr‐Coulomb wird eingesetzt, um den Einfluss der Lastneigung und ‐exzentrizität sowie der Trägheitskräfte im Boden für typische Konfigurationen numerisch zu erfassen. Die Eignung der FEM als robuste Berechnungsmethode wird bestätigt, wobei alle Modellierungsdetails adäquat berücksichtigt werden müssen. Auf den Einfluss des Dilatanzwinkels wird gesondert eingegangen. Es wird gezeigt, dass die erweiterte Grundbruchgleichung für die praktische Anwendung sehr gut geeignet ist und zudem den Vorteil eines stetigen Übergangs vom statischen zum seismischen Lastfall bietet.

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Section: Pseudo‐statische Grundbruchgleichungunclassified

\begin{matrix} left \\ 2 \cdot N_{b0} = (N_{d0} - 1) \cdot \tan (1,34 \cdot φ) \cdot (n + \frac{1 - n^{3}}{2}) \\ n = \frac{\tan δ}{\tan φ} \end{matrix}

…”

Section: Pseudo‐statische Grundbruchgleichungunclassified

Section: Introductionunclassified

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Bewertung von pseudo‐statischen Methoden zum Grundbruchwiderstand von Fundamenten unter seismischer Beanspruchung

Vrettos

Seibel

2018

Bautechnik

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“…In addition, rapid alternation of the dynamic load vector in an earthquake event, i.e. amplitude and direction, could cause instantaneous changes of the shear strength mobilized within the sand supporting the foundation, leading to gradual subsidence failures rather than sudden bearing capacity collapse [9]. Loss of soil-foundation contact is the main factor contributing to the accumulated plastic displacement of the footing, which causes progressive degradation of the bearing capacity [10][11][12].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Footing With Inverted Pyramidal Protrusions for Settlement Control in Sandy Deposits

Chan¹

2017

GEOMATE

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This paper examines the feasibility of using an innovative footing with a corrugated base to enhance the load-bearing capacity of shallow foundation, and to reduce the substructure's subsidence as a whole or differentially. The corrugated base consists of inverted pyramidal protrusions which give a 3-fold advantages: (1) the pointed tips help smoothen the process of installation on site, (2) the protrusions provide additional contact surface between the foundation and the soil for better load-bearing, (3) the corrugated base entraps soil between the individual protrusions, improving the foundation's stability against settlement and sliding. Scaled models of the 8 cm x 8 cm footing were produced using 3D printing: CONTROL-smooth base, Design A corrugated base with16 inverted pyramidal protrusions of 2 cm x 2 cm x 2 cm each, and Design Bcorrugated base with 64 inverted pyramidal protrusions of 1 cm x 1 cm x 1 cm each. Both designs had the same contact surface area with the soil, though the penetration depth of the pyramids and the space between the protrusions varied. Maintained load tests were carried out in simulated soil beds to determine the improved performance of the foundation. It was shown that the corrugated slabs reduced settlement up to over 85 % compared with the conventional smooth-base footing, with Design B giving slightly better results. It was also observed that the larger pyramidal protrusions (Design A) tended to entrap air between them, forming air cushions which resisted further penetration of the corrugated base into the soil, i.e. inhibiting mobilization of the maximum load-bearing capacity.

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Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton: Berechnungsverfahren und Erkenntnisse aus numerischen Parameterstudien

Vrettos,

Seibel

2023

Geotechnik

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Das Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton ist für die Tragfähigkeit von Arbeitsplattformen sowie die Standsicherheit von Fundamenten von Relevanz. In der Praxis wird bisher vornehmlich das analytische Modell nach Meyerhof und Hanna mit einem quaderförmigen Bruchkörper in der Sandschicht angewandt. Der dafür erforderliche Durchstanzbeiwert wird aus empirischen, schwer nachvollziehbaren Diagrammen abgeschätzt. In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Alternativen vorgeschlagen, teilweise unter Ansatz von geneigten Gleitflächen im Sand. Eine Übersicht hierzu wird im ersten Teil dieser Arbeit erstellt. Darauf aufbauend wird eine ausführliche numerische Parameterstudie durchgeführt. Die Finite Elemente Methode in Verbindung mit einem elastoplastischen Stoffmodell wird zur Berechnung des Durchstanzwiderstands eingesetzt. Zur Identifikation der Kinematik der Bruchvorgänge wird die Methode der zusammengesetzten Starrkörperbruchmechanismen verwendet. Aus einer Synthese wird daraus ein analytisches Verfahren zur Berechnung der Bruchspannung von Streifen‐ und Rechteckfundamenten entwickelt, das den für die Praxis relevanten Wertebereich der Eingangsparameter abdeckt.

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Static and seismic bearing capacity of shallow strip footings

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Bewertung von pseudo‐statischen Methoden zum Grundbruchwiderstand von Fundamenten unter seismischer Beanspruchung

Bewertung von pseudo‐statischen Methoden zum Grundbruchwiderstand von Fundamenten unter seismischer Beanspruchung

Footing With Inverted Pyramidal Protrusions for Settlement Control in Sandy Deposits

Durchstanzen von Fundamenten auf einer Sandschicht über Ton: Berechnungsverfahren und Erkenntnisse aus numerischen Parameterstudien

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